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農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)運行方式的探討論文
摘要：本文對農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)的三種運行方式作了分析和探討，提出了在農(nóng)網(wǎng)改造后，由于絕緣水平的提高，建議在采取一些補充措施后，將TT系統(tǒng)改為IT系統(tǒng)，以利提高供電可靠性等。
關鍵詞：配電變壓器 低壓電力網(wǎng) 運行方式 探討
根據(jù)農(nóng)村低壓電力技術規(guī)程規(guī)定，農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)的運行方式有IT系統(tǒng)、IN-C系統(tǒng)及TT系統(tǒng)三種。IT系統(tǒng)是指農(nóng)村對安全有特殊要求或排灌專用配電變壓器低壓電力網(wǎng)，并宜采用中性點不接地，電氣設備外露可導電部分保護接地方式；IN-C系統(tǒng)是指農(nóng)村城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)配電變壓器低壓電力網(wǎng)宜，并采用中性點直接接地，電氣設備外露可導電部分接零方式；TT系統(tǒng)是指農(nóng)村居民用電及其他用電的配電變壓器低壓電力網(wǎng)并宜采用中性點直接接地，電氣設備外露可導電部分保護接地方式，且TT系統(tǒng)應安裝漏電保護器。
1 三種運行方式的優(yōu)缺點
采用工廠系統(tǒng)的部分，因其低壓電力網(wǎng)范圍小，絕緣容易得到保證，供電安全性，供電可靠性和經(jīng)濟性都比較好。采用TN-C系統(tǒng)的部分，其供電可靠性方面相對要差一些，因任何一個電氣設備發(fā)生外露可導電部分漏電，應由過流保護切斷電流，若越級則會造成較大范圍停電。線路末端用戶電氣設備對外露可導電部分漏電，可能會因線路導線阻抗較大，過流保護不能切斷故障，造成人身碰能已帶電的電氣設備外露可導電部分造成電擊危險，也存在人身直接碰能帶電部分產(chǎn)生電擊危險。為解決這一問題，該運行方式的用戶，有的已改變接零方式，裝設了末端漏電斷路器。采用TT系統(tǒng)，安裝漏電保護方式的部分，從安全方面講，對避免產(chǎn)生電擊傷害是十分優(yōu)越的，但它的投資相對大，供電可靠性是很差的，其中特別是漏電總保護，一有風吹草動，漏電總保護動作跳閘，造成大片用戶停電，影響連續(xù)供電，影響生產(chǎn)。大量的統(tǒng)計分析表明，漏電總保護動作跳閘1000次中，有999次以上是各種原因的漏電造成的。更有甚者，農(nóng)村個別居民鄰里矛盾，也用單相接地造成漏電總保護器跳閘停電來發(fā)淺。隨著農(nóng)村用電水平的提高，使農(nóng)民生產(chǎn)生活對電的依賴程度的提高，因此漏電總保護動作跳閘停電的后果及影響將會越來越大。農(nóng)村配電壓器低壓電力網(wǎng)至所以采用TT系統(tǒng)加裝漏電保護器方式，特別是要求選裝漏電總保護，是基于當初我國農(nóng)村低壓電力網(wǎng)設備健康狀況差，范圍大無法保證低壓電力網(wǎng)相線、零線對地絕緣等原因，造成農(nóng)村能電死亡事故多而采取的一種針對性措施。采用這措施后，農(nóng)村因電擊而傷亡的人數(shù)大大減少。目前農(nóng)村已安裝漏電保護的地區(qū)，因電擊而死亡的事故中，除漏電保護不能起保護作用的兩相電擊，相零線電擊外，絕大部分是由于漏電保護器損壞或人為撤出所致。綜上所述，在這種運行方式下用電安全和供電可靠性這兩者間，產(chǎn)生了極大的矛盾，所以若能到一種既能保證用電安全，又能保證供電可靠性，且投資不大的方案，應該是大家共同的心愿。
2 建議將TT系統(tǒng)改為IT系統(tǒng)
筆者認為，農(nóng)網(wǎng)建設與改造給找到這個方案創(chuàng)造了條件：其一是經(jīng)過改造的農(nóng)網(wǎng)低壓線路部分，各項安全技術指標都已達到了標準要求，低壓線路的拉線都裝上了拉線絕緣子，所以在低壓線路部分發(fā)生電擊傷亡事故的可能性只乘下了斷線落地，而斷線對于合格線路來講，其幾率本身就很小。對于在低壓線路上掛鉤用電造成的電擊傷害問題，是屬于違章用電(竊電)，是不應該也是不允許出現(xiàn)的；其二是如果低壓電力網(wǎng)的用戶和單機(臨時用電，流動排灌、脫粒等)都裝上了家用漏電斷路器或末端漏電斷路器，則低壓用戶范圍內(nèi)人們碰觸電器等引起電擊傷害可能性的地方，都會受到末端漏電斷路器的保護。若農(nóng)網(wǎng)改造后，達到上述兩個條件，則可以說農(nóng)村低壓電力網(wǎng)不裝漏電總保護，其防電擊傷害問題也已得到初步解決。如果在具備上述條件的低壓電力網(wǎng)中，將配電變壓器低壓側中性點直接接地改為不接地，即改為IT系統(tǒng)，那么前面所說的低壓線路斷線落地的危險性將更小，也就是說，即使人身碰上落地斷線的低壓線，通過人體的電流一般只是電容電流而已。而在末端潛心電保護范圍內(nèi)，若發(fā)生人身直接碰觸相線或已漏電的電氣設備的外露可導電部分，情況也相似，通過人體的電流一般也只是電容電流。該電流若大于末端漏電保護器的動作電流，則漏電保護器將正常動作跳閘，避免由擊事故，如該電流小于末端漏電保護器動作電流，漏電保護器不動作，這個電流對人身的危害也不大，這和配電變壓器低壓中性點直接接地方式時相似。如果考慮到低壓電力網(wǎng)經(jīng)過長期運行，某相線或零線對地絕緣有可能出現(xiàn)降低，這是低壓電力網(wǎng)不能改為IT系統(tǒng)的主要原因，若某相線或零線對地交流阻抗下降到10kΩ以下，此時，如人碰觸到另一相線或落地斷線，則人身可能受到相線與零線間或相線與相線間的電擊傷害。但在末端漏電保護完善的低壓電力網(wǎng)中，在漏電保護范圍內(nèi)出現(xiàn)電擊仍能得到保護，主要的危險是在低壓線路部分。為了解決這個問題，筆者認為，可以在每一臺配電變壓器低壓側加裝一個測量相線和零線對地交流阻抗的裝置，進行定期測量和裝設漏電總保護相比，漏電總保護動作斷電檢查故障點，而該方法是在能送電狀態(tài)下找故障點，要相對簡單些。
3 人身碰觸一相的電容電流
配電變壓器低壓側中性點改為不接地后，如相線和零線對地絕緣良好的話，人身碰觸一相的電容電流有多大。根據(jù)有關資料介紹，低壓線路每千米對地電容約為0.005μF，目前農(nóng)網(wǎng)改造后的配電變壓器，低壓供電半徑一般在1km之內(nèi)，每臺配電變壓器的低壓出線為2～3條，所以一臺配電變壓器范圍的低壓線路包括支線大約在4km左右，每臺配電變壓器供電的用戶為幾十戶至200戶不等。假定配電變壓器低壓用戶為200戶，每戶的接戶線和室內(nèi)配線平均按200m計算，則200戶的接戶線和室內(nèi)配線約為40km，將單相用電戶的接戶線和室內(nèi)配線平均分攤到三相上，則一臺配電變壓器的低壓線路總共在20km左右，由此可計算出每相電容C＝0.005μＦ／km×20km＝0.,1μF，容抗xC＝1／2πfC＝106／314×0.1＝32(kΩ)，則每相對地電容電流只有7mA。根據(jù)理論分析，若一相接地，通過接地點的電流為一相對地電容電流的3倍。也就是說，人若碰觸某相線，流過人體的最大電流也只有21mA。當然各地配電變壓器低壓電力網(wǎng)的線路總長度不盡相同，下面列出一臺配電變壓器低壓線路(含支線、接戶線、室內(nèi)配線)在各種長度下，發(fā)生一相接地時通過接地點的電容電流，如表1所示。
筆者曾對一配電變壓器低壓線路的電容電流進行了實測，配電變壓器容量為160kVA，低壓主于線及支線長度約4km，用電戶約250戶，按每戶接戶線加室內(nèi)配線平均長度為200m計算，合計50km，分攤到三相上，每相約17km，故該電變壓器低壓線路長度合計約21km。測試方法是將配電變壓器低壓側中性點接地線拆開，直接用導線分別將各相接地，并用鉗形毫安表測接地處通過的電流值如表2所示。
從上述理論分析和實測表明，配電變壓器低壓側中性點改為不接地后，如相線和零線對地絕緣是良好的，當出現(xiàn)某處單相接地，或人身碰觸某一相線，它產(chǎn)生的電容電流值，理論分析和實測是基本一致的。
3 結論
綜上所述，農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)經(jīng)過改造后，如線路干線和支線的各項安全技術指標都符合標準，且裝有末端漏電保護器。此類配電變壓器的低壓側運行方式就可以改變?yōu)楣S系統(tǒng)，即將配電變壓器低壓側中性點直接接地改為不接地，拆除漏電總保護器，且在配電變壓器低壓測裝設一個測量相線和零線對地交流阻抗的裝置，并定期測試，及時處理接地故障。這樣，既保證了供電安全，又確保了供電可靠性，利大弊小。為防止由于零線斷線加三相負荷不平衡引起的某相過電壓和接戶線錯接成380V，損壞家用電器，家用漏電斷路器應選用帶過電壓功能的。另外為防止大氣過電壓和配電變壓器高低壓擊穿等故障，配電變壓器低壓各相和中性點應按規(guī)程裝設低壓避雷器，低壓線路按規(guī)程每年清掃一次，準備臨時用電的接電箱等管理。配電變壓器低壓測運行方式如能按上述要求改為IT系統(tǒng)，可以提高用電安全性和供電可靠性并減輕農(nóng)電管理人員處理漏電總保護器頻繁跳閘的沉重負擔，可提高電部門的服務水平。
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